之前看到一個德國手動卡盤，一直沒看明白原理。今兒找到了，也看明白了，故而轉此文與社友共賞之8 Y4 b/ V8 s. j) w' M2 f) I# ^
* |1 q2 }0 u, c; C3 t7 I
3 U2 T8 o9 a: X: h: P
摘要：斜齒滑塊式手動卡盤是一種高性能的卡盤，可以滿足高轉速和高精度的要求。本文分析了這種卡盤的結構特點和性能，介紹了手動卡盤的接口型式。
關鍵詞：手動卡盤 斜齒滑塊 車床 0 f. t5 k7 z6 ?# G- | y8 D m _
1 引言
在普通車床和經濟型數控車床上，通常使用手動卡盤。國內的手動卡盤通常為盤絲型卡盤。近年來，隨著車床主軸轉速的不斷提高，盤絲型卡盤由于本身結構的原因，往往不能夠滿足轉速和精度的要求。這時就需要使用能滿足高轉速和高精度要求的斜齒滑塊式手動卡盤。德國某公司生產的ROTA-SPlus、ROTA-G系列卡盤就是高性能的斜齒滑塊式手動卡盤。
2 斜齒滑塊式手動卡盤的結構特點 7 `& X) b {8 S5 W7 D# p! U
3 f. Q+ g- G, Z$ \+ C
2.1 斜齒滑塊式手動卡盤的結構
圖1是斜齒滑塊式手動卡盤的結構剖視圖。
1 m# X j. z: e; T0 Y) z
圖1 斜齒滑塊式手動卡盤的結構剖視圖斜齒滑塊式手動卡盤上卡爪的驅動過程為：用卡盤鑰匙轉動絲桿，絲桿帶動滑塊1在滑槽內移動，該滑塊又通過同步盤帶動另外兩個滑塊移動，保持三個滑塊同步。
/ x$ n o) ^+ j# b; Y: c/ e6 n
圖2 卡盤的同步驅動機構
$ [: x, S* f# F# }. y
圖3 滑塊和卡爪的斜齒嚙合圖2為斜齒滑塊式手動卡盤的同步驅動機構。三個滑塊的頂部帶有斜齒，和卡爪底部的斜齒構成斜面嚙合關系（圖3）；在卡盤盤體上有三個均勻布置的滑槽，滑槽的方向與徑向垂直；當三個滑塊在滑槽內移動時，通過滑塊頂部和卡爪底部斜齒的嚙合將滑塊的運動轉換成卡爪的徑向移動,夾緊或松開工件。 T; w' B0 [& B* t7 w$ v& e
ROTA系列斜齒滑塊式手動卡盤設有卡爪快換機構，當按下位于卡盤側面的按鈕時，可將卡爪抽出，一分鐘之內可以更換所有卡爪，數秒鐘就能改變夾持直徑。ROTA系列手動卡盤中還設有多種保險機構，以防止誤操作產生的危害。 ' e5 x7 _, j: g3 |( k# J$ k3 F
2.2 盤絲型手動卡盤的結構 U6 j: D+ r. J; N" A. c, P# ?
圖4為盤絲型手動卡盤的結構簡圖。當用卡盤鑰匙轉動三個驅動小傘齒輪之一時，與小傘齒輪嚙合的大傘齒輪隨之轉動，大傘齒輪的背面是平面螺紋（等進螺紋線），與平面螺紋相嚙合的三個卡爪隨著平面螺紋的轉動而同時向心或離心移動，實現工件的夾緊或松開。
圖4 盤絲型卡盤的結構簡圖2.3 斜齒滑塊式手動卡盤和盤絲型手動卡盤的比較
' H7 e) y1 ~/ {! D, S* R
與盤絲型手動卡盤相比，斜齒滑塊式手動卡盤有許多優點。表1列出了兩者的比較。
斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊移動方向垂直于卡爪的離心力方向，滑塊頂部的斜齒和卡爪底部的斜齒嚙合時為面接觸，因而卡盤的夾持力大，夾持力受離心力的影響很小，可以用于高工作轉速的場合。表2是ROTA-SPlus系列卡盤的性能參數。
在車削加工中，卡盤的重復夾緊精度很重要，由于斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊與卡爪之間的嚙合為面接觸，重復夾緊精度高，可以達到0.01～0.02mm；耐磨損，夾緊精度可以長期保持。如果對卡爪進行配車或配磨，可以使夾持精度進一步提高。圖5是ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動的測量示意圖，表3為ROTA-SPlus系列卡盤徑向跳動和端面跳動的最大容許值。卡盤的實際精度一般都優于表3中的精度指標。
" [/ d" ^- ^1 Q" K, d! P; S
圖5 ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動測量示意圖
1 d* x3 t6 B4 f4 s4 a, N( e& ~
卡盤接口是指卡盤與車床主軸的連接部位。德國手動卡盤的接口型式有：圓柱面定心接口和1∶4的圓錐面定心接口。 % H& _( g# @. j. R% x4 W" d }
4 ], K- T7 L9 x2 e8 N. [
ROTA-SPlus系列卡盤的圓柱面定心接口的尺寸見表4，圓柱面定心接口的卡盤通過中間過渡法蘭也可以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸；手動卡盤的1∶4圓錐面定心接口有：符合德國工業標準DIN55028的A型、C型和符合DIN55029的卡盤接口。分別配裝于符合DIN55026的A型、符合DIN55027和DIN55029的車床主軸。中國國家標準中相對應的是：GB/T5900.1－1997 A2型、GB/T5900.3－1997卡口型和GB/T5900.2－1997凸輪鎖緊型卡盤和車床主軸接口。
* |1 q2 }0 u, c; C3 t7 I
3 U2 T8 o9 a: X: h: P
摘要：斜齒滑塊式手動卡盤是一種高性能的卡盤，可以滿足高轉速和高精度的要求。本文分析了這種卡盤的結構特點和性能，介紹了手動卡盤的接口型式。
關鍵詞：手動卡盤 斜齒滑塊 車床 0 f. t5 k7 z6 ?# G- | y8 D m _
1 引言
在普通車床和經濟型數控車床上，通常使用手動卡盤。國內的手動卡盤通常為盤絲型卡盤。近年來，隨著車床主軸轉速的不斷提高，盤絲型卡盤由于本身結構的原因，往往不能夠滿足轉速和精度的要求。這時就需要使用能滿足高轉速和高精度要求的斜齒滑塊式手動卡盤。德國某公司生產的ROTA-SPlus、ROTA-G系列卡盤就是高性能的斜齒滑塊式手動卡盤。
2 斜齒滑塊式手動卡盤的結構特點 7 `& X) b {8 S5 W7 D# p! U
3 f. Q+ g- G, Z$ \+ C
2.1 斜齒滑塊式手動卡盤的結構
圖1是斜齒滑塊式手動卡盤的結構剖視圖。
1 m# X j. z: e; T0 Y) z圖1 斜齒滑塊式手動卡盤的結構剖視圖
/ x$ n o) ^+ j# b; Y: c/ e6 n圖2 卡盤的同步驅動機構
$ [: x, S* f# F# }. y圖3 滑塊和卡爪的斜齒嚙合
ROTA系列斜齒滑塊式手動卡盤設有卡爪快換機構，當按下位于卡盤側面的按鈕時，可將卡爪抽出，一分鐘之內可以更換所有卡爪，數秒鐘就能改變夾持直徑。ROTA系列手動卡盤中還設有多種保險機構，以防止誤操作產生的危害。 ' e5 x7 _, j: g3 |( k# J$ k3 F
2.2 盤絲型手動卡盤的結構 U6 j: D+ r. J; N" A. c, P# ?
圖4為盤絲型手動卡盤的結構簡圖。當用卡盤鑰匙轉動三個驅動小傘齒輪之一時，與小傘齒輪嚙合的大傘齒輪隨之轉動，大傘齒輪的背面是平面螺紋（等進螺紋線），與平面螺紋相嚙合的三個卡爪隨著平面螺紋的轉動而同時向心或離心移動，實現工件的夾緊或松開。
圖4 盤絲型卡盤的結構簡圖
' H7 e) y1 ~/ {! D, S* R
與盤絲型手動卡盤相比，斜齒滑塊式手動卡盤有許多優點。表1列出了兩者的比較。
表1斜齒滑塊式手動卡盤與盤絲型手動卡盤的比較
3 斜齒滑塊式手動卡盤的性能分析 斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊移動方向垂直于卡爪的離心力方向，滑塊頂部的斜齒和卡爪底部的斜齒嚙合時為面接觸，因而卡盤的夾持力大，夾持力受離心力的影響很小，可以用于高工作轉速的場合。表2是ROTA-SPlus系列卡盤的性能參數。
表2 ROTA-SPlus系列卡盤的性能參數
注：卡盤型號中第一個數字表示卡盤外徑，第二個數字表示中空卡盤的中孔直徑。例如：ROTA-SPlus 160-42表示該卡盤的外徑為φ160mm，中孔直徑為φ42mm。 : A! y* H8 C) B9 k在車削加工中，卡盤的重復夾緊精度很重要，由于斜齒滑塊式手動卡盤的滑塊與卡爪之間的嚙合為面接觸，重復夾緊精度高，可以達到0.01～0.02mm；耐磨損，夾緊精度可以長期保持。如果對卡爪進行配車或配磨，可以使夾持精度進一步提高。圖5是ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動的測量示意圖，表3為ROTA-SPlus系列卡盤徑向跳動和端面跳動的最大容許值。卡盤的實際精度一般都優于表3中的精度指標。
" [/ d" ^- ^1 Q" K, d! P; S圖5 ROTA系列手動卡盤徑向跳動和端面跳動測量示意圖
表3 ROTA-SPlus系列卡盤徑向跳動和端面跳動的最大容許值
注：檢測時卡盤使用STF型整體硬爪；Md（Nm）—扳緊力矩。
4．斜齒滑塊式手動卡盤的接口型式 ) x% d( f4 n h) R; P 注：檢測時卡盤使用STF型整體硬爪；Md（Nm）—扳緊力矩。
1 d* x3 t6 B4 f4 s4 a, N( e& ~
卡盤接口是指卡盤與車床主軸的連接部位。德國手動卡盤的接口型式有：圓柱面定心接口和1∶4的圓錐面定心接口。 % H& _( g# @. j. R% x4 W" d }
4 ], K- T7 L9 x2 e8 N. [
ROTA-SPlus系列卡盤的圓柱面定心接口的尺寸見表4，圓柱面定心接口的卡盤通過中間過渡法蘭也可以配1∶4的圓錐面定心接口的車床主軸；手動卡盤的1∶4圓錐面定心接口有：符合德國工業標準DIN55028的A型、C型和符合DIN55029的卡盤接口。分別配裝于符合DIN55026的A型、符合DIN55027和DIN55029的車床主軸。中國國家標準中相對應的是：GB/T5900.1－1997 A2型、GB/T5900.3－1997卡口型和GB/T5900.2－1997凸輪鎖緊型卡盤和車床主軸接口。
表4 ROTA-SPlus系列卡盤圓柱面定心接口的尺寸 ' B4 t, D7 x1 f3 h. W0 i& X
注：接口尺寸中，第一組數字表示接口直徑（孔徑）和配合性質，第二個數字表示接口長度尺寸。例如：φ145 H6×5表示接口孔徑為φ145mm，配合性質為H6，接口長度尺寸為5mm。(end)